JPS616581A - 繊維類の一次，二次加工品の高周波真空乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、繊維類の一次、二次加工品、例えは糸巻チー
ズ（紹、トップ）、ハラ毛、靴下、セータ等を高周波真
空乾燥させる方法およびその装置に関するものである。

従来技術 繊維類の一次、二次加工品、例えは糸巻チーズを高周波
真空乾燥させる技術として、特開昭５８−１４６２３６
号公報記載のものか知られている。

この技術は、染色、脱水後の糸巻チーズに減圧可能な密
閉容器内の電極板の間に収容密閉した後、該容器を減圧
し、その−足載圧下で上記チーズに高周波誘電加熱をイ
４与して糸巻チーズを低温度で乾燥させることを特徴と
しているものである。

発明が解決しようとする問題点 高周波誘電加熱によって物質の単位体積中に発生する熱
エネルギーは、発熱量をＰとすると、Ｐ　”５／９・　
Ｅ　　・しａｎ　δ　・ｆ・（Ｖ／ｄ）２　ＸＩＯ”　
　（Ｗａｔｔ、／ｃ＋ｎ”　　）・・・・・・（１）　
　式によって表わされる。

ここで、εは物質の誘電率、ｔａｎδは物質の誘電力率
、ｆは周波数（Ｈｚ／５ｅｃ）、Ｖは電極間電圧、ｄは
電極間隔（ｃｍ）である。そして、高周波真空乾燥にお
いて、物質（被乾燥物）を短時間に効率よく乾燥させる
ためには、その設備の高周波発振器の最大出力を乾燥初
期から乾燥末期まで発振させることが必要である。

そして、その手段として、 （１）電極板間に供給している電圧Ｖを上げる。

例えばｌ０ＫＶ→１２ＫＶに上げればよいのであるが、
真空乾燥では電極間で放電しやすいため、１２にＶ以」
二に供給電圧を上げることは困難であるので、その電圧
上昇には限界がある。

（２）バリコン（バリアプルコンデンサ）の結合を強く
する（即ち容量Ｃの可変範囲を大きくとる）。

しかし、このようにすると、装置が非常に大きくなる欠
点がある。

等の問題があり、更に、被乾燥物の形状によって電極板
の間隔も制約され、また、乾燥前の含水率によっても左
右され、最大出力を乾燥末期まで維持することが困難で
ある。

更に、（１）式より、従来の゛電極間隔が一定の場合は
、被乾燥物の容量を多くしてＥ・しａｎδ（損失係数）
を大きくする必要があり、ｆ（周波数）に関しては通常
１／８λ（λ＝３Ｘ１ｏ’　／ｆ）と極板長さが決まっ
ているので、上げることかできない。

従って、従来の技術乾燥では、乾燥（含水率が下がる）
するにつれて、ε・しａｎδ（損失係数）が小さくなっ
て発熱量Ｐが小さくなる。

それ故、乾燥末期では第８図に示すように、高周波発振
器の出力（陽極電流）が大幅に低下し、被乾燥物髪短時
間で効率よく乾燥させるという高周波誘電加熱の利点の
一部を欠除するに至る。

本発明は、糸巻チーズ、バラ毛、靴下、等繊維類の一次
、二次加工品を短時間に効率よく高周波真空乾燥させる
ことを目的として開発したものである。

問題点を　決するための手 糸巻チーズ、ハラ毛、靴下等の繊維類の一次、二次加工
品を高周波真空乾燥させるに際して、減圧可能に設けた
気密容器の内部に、平行電極板を多段に旧つ夫々の電極
板を上下平行移動させて該電極板の間隔を同じように調
節可能に設け、上記気密容器内の電極板の間に被乾燥物
を収容し、該気密容器を密閉した後、該容器内を減圧し
、その減圧下において被乾燥物に高周波誘電加熱を付与
するとともに、乾燥するにつれて生ずる高周波発振器の
陽極電流の減少を検出し、その信号を電極板の間隔を調
節する駆動部に伝達して電極板の間隔髪狭めることによ
り、高周波発振回路の負荷インピーダンスをマツチング
させ、陽極電流か減少しないようにし、高周波発振器を
常に最大出力として被乾燥物を乾燥させるようにしたこ
とを特徴とするものである。

実施例 以下、添イ」図面に従って本発明の詳細な説明する。

最初に、本発明に利用する高周波真空乾燥装置の概要を
第１図及び第２図により説明する。

第１図及び第２図に示すように、開閉可能な気密容器２
には、該容器内の圧力を制御する圧力調節手段４と温度
を測定する温度計５とが接続され、更に空気を導入及び
遮断する自動弁６が連通ずるよう設けられている。

更に、容器２の外部位置には高周波発振器７を配設し、
高周波発振器に備えた導波管８を容器２の片側を通して
電極９へ接続し、更に容器内部に収容された被乾燥物、
本実施例では糸巻チーズ１の上下両面に設けた電極板に
夫々極性を変えて接続するように設け、高周波誘電加熱
装置を構成している。また、容器２の外部位置には、蒸
気を凝縮させるコンデンサ１０を連通して設け、該コン
デンサは、容器２内を減圧させる真空ポンプ１１と蒸気
を凝縮させた復水を貯溜する計量容器１２とに自動弁１
３．１４を介して連通して接続するとともに、容器２の
下部に設けた排水口１５と計量容器１２とは、自動弁１
４を介して連通ずるよう設け、減圧装置を構成している
。

第３図は本発明を実施する装置を扉を開けて正面より見
た図であり、第４図は側面より見た断面図である。図に
示すように、符号２は被乾燥物ｌを収容する角型の気密
容器、３は気密容器を開閉する扉、２０は最下部の平行
電極板２２を載せて支持する架台であり、容器２内に固
着している。２３は平行縁を有する支持片で、同片面側
端に縁と平行する長溝２５，２５を夫々穿ち、前記長溝
に中央にて交叉・軸支する同し長さのリンク２６及びリ
ンク２７の各一端部に立設した支軸を嵌着・摺動させる
ようにした機構を複数段並設して、夫々の支持片を一ヒ
下方向に平行移動可能としたパンタグラフ機構Ａを構成
している。前記パンタグラフ機構は容器内で一対設けら
れ、その夫々の支持片２３には平行電極板２１．２２を
掛は渡し、夫々の電極板２１．２２は、例えば最下部の
電極板２２を負の極性にすると、その上の段の電極板２
１は正の極性にするという具合に、交互に極性を変えて
取り付ける。

更に、夫々の電極板は第４図に示す導波管８を介し、次
いでフィーダ線２８を介して各電極に交互に接続されて
おり、導波管８は前述したように、容器２の外部位置に
配設している高周波発振器７に接続されている。一方、
最上端部の電極板２２及びその電極板を保持している支
持片２３には、電動シリンダ２９のピストンロット部３
０が固着しており、該電動シリングは気密容器２と気密
を保持できるようシールして気密容器２の外部上方位置
に取り付けである。

電動シリンダ２９は、上記ピストンロット部３０を上下
動させるもので、電動シリンダ２９の駆動部に信号を送
ることにより、該駆動部と機械的に連結しているピスト
ンロット部３０を上方または下方へ移動させるよう設け
たものである。

ここで、電動シリンダ２９の駆動部への電気信号は、前
述の多段に設けた電極板の間に被乾燥物を収容し乾燥さ
せる際、乾燥状態の進行につれて高周波発振器内の陽極
電流か減少するため、その電流の減少を検出して電動シ
リンダ２９の駆動部に送られるものである。

即ち、陽極電流が減少すると、高周波発振回路に設けた
上・下限接点伺電流計（通称メータリレーともいう）３
１の下限接点に可動接点か接触し、電動シリンダ２９の
駆動部に信号を送るようにした継電器を作動させる。

次に、平行電極板を移動させる必要性について説明する
。

第３図の最下段を例にとると、第５図に示すように極性
負の電極板２２に被乾燥物である糸巻チースＩを載せ、
その七に極性圧の電極板２１を所要の間隔（インピーダ
ンスマツチングできる間隔）を設けて支持せしめている
。この時、糸巻チースｌは、染色、脱水されているが未
乾燥であり高含水率の状態にある。

ところで、電極板２１．．２２間の静電容量について考
えるに、糸巻チーズの置いである間隔Ｃ１と、単なる空
間間隔Ｃ２とでは、その間の誘電率を異にしており、ま
た、糸巻チーズが乾燥するにつれて、間隔Ｃ１における
誘電率が変化するため、電極板間の静電容量が変化する
。しかしながら、高周波電流を効率よく通すためには、
その静電容量を一定に保つ必要かある。即ち、第６図に
示すような電源と負荷と回路が構成されるか、内部イン
ピーダンスがＺ、（＝　Ｒ，＋　ｊ　Ｘ、）で起電力か
Ｅの電源を負荷インピーダンスＺ２（＝Ｒ２＋Ｊｘ２）
ニラなくトキ、Ｒ１＝Ｒ２、為＝−Ｘ２の共役関係にあ
る場合、インピーダンスマツチングしたといい、このと
き、負荷に最大電力を供給することかでき、前述の（１
）式の発熱量ＰＭ大にすることができる。従って、発熱
量Ｐを最大にするためには、内部インピーダンスＺ、を
変えない場合、負荷インピーダンスＺ２も変えないよう
にしなけれはならない。即ぢ、各電極板間の静電容量の
総和を一定にしなげれはならない。

ところが、上述のように、糸巻ナースが乾燥すると、含
水率か低下するため、糸巻チーズの誘電率が変化し、静
電容量一定という条件か成立しなくなる。即ち、第６図
の負荷インピーダンスＺ２が大きくなる。それ故、静電
容量一定なる条件を満足させるには、間隔Ｃ２を間隔Ｃ
Ｉにおける誘電率の変化にして小さくする必要があり、
間隔Ｃ２を小さくする手段として、第５図の極性圧の電
極板２１を下げて糸巻チーズ（被乾燥物）との間隔を狭
めるようにしたものである。

従って、乾燥するにつれて、糸巻チーズ１の上方にある
電極板を下ることは、電極間の静電容量一定なる条件を
満足させるもので、常にインピーダンスマツチングさせ
た状態で被乾燥物である糸巻チーズｌを前述の（１）式
における発熱量最大なる条件にして乾燥させることかで
きる。

以上の構成による作用を説明する。

被乾燥物、本実施例においては糸巻チーズ１を、第３図
に示すように多段に支持した電極板２１．２２の間に収
容し、気密容器２の扉３を閉鎖した後、第１図に示す高
周波真空乾燥装置の真空ポンプ１１を作動させ、糸巻チ
ーズｌの水分の沸騰点を下げるために、５０Ｔｏｒｒ程
度に減圧し、圧力調節手段により乾燥終了時まで一定減
圧下に保持するように設定する。この減圧度は、４０Ｔ
ｏｒｒ以下では気密容器内部で放電の恐れがあるため好
ましくない。

この状態において、高周波発振器７を作動させて糸巻チ
ーズｌを加熱し温度を上昇させる。糸巻チーズの温度が
３８度程度に到達する頃より気密容器２の内壁にドレン
が付着し、糸巻チーズｌの水分が蒸発する。水分が蒸発
するにつれて、即ち、乾燥するにつれて、高周波発振器
７の陽極電流が第８図に示すように減少する。これは、
平行電極板２１　、２２の間に収容した糸巻チーズｌの
誘電率が変化したからである。

陽極電流が減少すると、上・下限接点付電流計３１の下
限に接点が接触し、継電器を作動させ、その信号を電動
シリ゛ンダ２９の駆動部に送り、該駆動部を作動させて
ピストンロッド部３０を下降させる。

ピストンロッド３０が下降すると、該ピストンロッド部
に連結しているパンタグラフ機構Ａが作動し、各電極板
２１．２２を下降させる。即ち、被乾燥物である糸巻チ
ーズ１と上方の電極板２１または２２との間隔を狭める
ことができ、第５図に示す糸巻チーズ１と電極板２１と
の間隔Ｃ２が小さくなる。この間隔Ｃ２が小さくなると
電極間の静電容量が大となり、陽極電流が増加し、上・
下限接点付電流計３１の上限の接点に接触し、継電器の
作動を解除し、電動シリンダ２９の駆動部は停止する。

そして、バッタグラフ機構Ａの作動が停止し、電極板２
１または２２と糸巻チーズ１との間隔にしばらく維持す
る。即ち、インピーダンスマツチングした状態となる。

さらに乾燥が進行すると、陽極電流が再び減少して上記
と同じ作用を繰り返して、常にインピーダンスマツチン
グできるように電極板２１及び２２を少しずつ下降させ
、乾燥初期から乾燥末期まで、前述の各電極間の静電容
量一定なる条件を、第７図に示すように、常に満足させ
るようにして乾燥が終了する。

乾燥が終了すると、高周波誘電加熱の付与を解除し、空
気導入用自動弁６を開放して気密容器２内を大気圧に戻
すとともに、電動シリンダ２９を逆作動させてパンタグ
ラフ機構を上昇させて、糸巻チーズ１と各電極板２１．
２２との間隔を拡げ、乾燥された糸巻チーズ１を搬送し
やすくする。そして、扉３を開放し、糸巻チーズ１を取
り出し、１サイクルが完了する。

】ｊｂη珈米 本発明は、以上説明したように構成されているので、下
記のような効果を奏する。

（１）多段の平行型単板の間隔を乾燥状態に応じて狭く
できるようにすることによって、負荷電流の変化に応じ
てインピーダンスマツチングがとれるため、乾燥初期か
ら乾燥末期まで高周波発振器の最大出力を出すことがで
き、従って、被乾燥物を高効率で且つ短時間てに乾燥さ
せることができ、生産性の向上が図れる。

（２）平行電極板を多段に且つ連動させることによって
、処理能力に比へて該電極板の幅及び奥行寸法を小さく
でき、９従って、電極板を内設する気密容器の設置面積
が小さくでき、また、被乾燥物の挿入、取出しに際して
は、各電極板間隔を大きく開いた状態で行うことができ
るので、作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にする高周波真空乾燥装置の概要を示す
概略構成図、第２図は気密容器と高周波発振器の結合状
態を示す一部切断側面図、第３図は本発明装置の気密容
器の扉を開いた状態を示す正面図、第４図は第３図の側
面より見た断面図、第５図は第３図における糸巻チーズ
と電極板との相互関係を説明するための拡大図、第６図
は電源と負荷のインピーダンスマツチングを説明するた
めの回路図、第７図は本発明方法装置における被乾燥物
の含水率と高周波発振器陽極電流の変化を示す線図、第
８図は従来方法装置における第７図と同様の線図、であ
る。 ■・・・被乾燥物、　　　２・・・気密容器、３・・・
扉、　　　　　　４・・・圧力調節手段、７・・・高周
波発振器、１０・・・コンデンサ、１１・・・真空ポン
プ、　　２０・・・架台、２１　、２２・・・電極板、
　　２３・・・支持片、２５・・・長溝、　　　　　２
６　、２７・・・リンク、２８・・・ツイータ線、　　
２９・・・電動シリンダ、３０・・・ビス１−ンロソド
部、 ３１・・・上・下限接点付電流計、 Ａ・・・パンタグラフ機構、 ｚｌ・・・内部インピーダンス、 ｚ２・・・負荷インピーダンス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）減圧可能に設けた気密容器の内部に、平行電極板
   を多段に且つ夫々の電極板の間隔を調節できるよう上下
   平行移動可能に設け、上記気密容器内の電極板間に被乾
   燥物を収容し、該気密容器を密閉して該容器内を減圧し
   、その減圧下において被乾燥物に高周波誘電加熱を付与
   するとともに、乾燥状態に応じて負荷側のインピーダン
   スマッチングを維持させるよう電極板の間隔を調節する
   ことを特徴とする繊維類の一次、二次加工品の高周波真
   空乾燥方法。
2. （２）開閉可能かつ減圧可能に設けた気密容器内に、相
   互の間隔を可変にした被乾燥物載置台兼高周波電極板を
   上下に並設し、前記電極に給電する高周波電源の陽極電
   流の大きさを検出し、その信号に基づき前記高周波電極
   相互の間隔を変える手段を自動的に制御し、加工中負荷
   側のインピーダンスを常にマッチさせるようにしたこと
   を特徴とする繊維類の一次、二次加工品の高周波真空乾
   燥装置。